A Vörös óriáscsillagok öregedése egy új módszer középpontjában áll, amely méri az univerzum jelenlegi terjeszkedési sebességét.Hitel: NASA / ESA / SPL
az évtized nagy részében a világegyetem tágulási sebességének két legpontosabb mérője szembetűnő nézeteltérésben volt. Most, egy nagyon várt független technika, amelyet a kozmológusok reméltek, hogy megoldja a rejtélyt, ehelyett növeli a zavart.,
a július 16-án bemutatott eredményekben1 és az Astrophysical Journal-ban való megjelenés miatt a Wendy Freedman csillagász által az Illinois-i Chicagói Egyetemen vezetett csapat olyan technikát mutat be, amely a terjeszkedést vörös óriás csillagokkal méri. Megígérte, hogy felváltja azt a módszert, amelyet a csillagászok több mint egy évszázada használnak — de a sebességmérés egyelőre nem oldotta meg a vitát, mert félúton esik a két vitatott érték között.
” Az univerzum csak szórakozik velünk ezen a ponton, igaz?”tweetelt egy asztrofizikus a papírról.,
“jelenleg megpróbáljuk megérteni, hogy mindez hogyan illeszkedik egymáshoz” – mondta Freedman a Nature-nek. Ha a kozmikus sebességbeli eltérést nem oldják meg, akkor a kozmológusok által az adataik értelmezésére használt alapvető elméletek-például a sötét anyag természetére vonatkozó feltevések — rosszak lehetnek. “Az alapvető fizika egyensúlyban van” – mondja Freedman.,
Kozmikus sebességmérő
Edwin Hubble Amerikai csillagász, mások felfedezték az 1920-as években, hogy az Univerzum tágul, bemutatva, hogy a legtöbb galaxis távolodik, a Tejút—, valamint a távolabb vannak, annál gyorsabb hátrálnak. A sebesség és a távolság közötti nagyjából állandó Arány Hubble-állandóként vált ismertté. Minden további megaparsec (körülbelül 3, 26 millió fényév) távolság esetén a Hubble megállapította, hogy a galaxisok másodpercenként 500 km — rel gyorsabban Visszahúzódtak-tehát a Hubble-állandó másodpercenként 500 kilométer / másodperc volt megaparsecenként.,
az évtizedek során a csillagászok jelentősen felülvizsgálták a becslést, mivel a mérési technikák javultak. Freedman az 1990-es években úttörő szerepet játszott a Hubble Űrteleszkóp használatában, hogy (helyesen) megmérje a Hubble állandót, és körülbelül 72 értéket számított ki, körülbelül 10% – os hibahatárral. A Nobel-díjas Adam Riess vezette csapat a baltimore-i Johns Hopkins Egyetemen, Marylandben eddig a legpontosabb méréseket végezte el, legutóbbi értéke 74, hibahatára mindössze 1, 91% 2.
de az elmúlt évtizedben külön erőfeszítés dobott egy csavarkulcsot a munkákba., Az Európai Űrügynökség Planck küldetésével foglalkozó tudósai feltérképezték az Ősrobbanás relikviás sugárzását, az úgynevezett kozmikus mikrohullámú hátteret, és az univerzum alapvető tulajdonságainak kiszámítására használták. A kozmoszra vonatkozó standard elméleti feltételezések alapján a Hubble-állandót 67,8-ra számították.
a 67, 8 és 74 közötti különbség kicsinek tűnhet, de statisztikailag szignifikánssá vált, mivel mindkét technika javult., Tehát a teoretikusok elkezdtek azon tűnődni, hogy az eltérés oka a ΛCDM nevű kozmológia standard elméletében rejlik-e, amely feltételezi a sötét anyag láthatatlan részecskéinek jelenlétét, valamint egy titokzatos visszataszító erőt, amelyet sötét energiának neveznek. De küzdöttek, hogy megtalálják a csípés az elmélet, amely képes megoldani a problémát, és még mindig összhangban van minden, ami ismert az univerzumban. “Nehéz megnézni, hogy hol vannak a laza szálak, ha meghúzzuk őket, akkor megfejtik” – mondja Rocky Kolb, a Chicagói Egyetem kozmológusa.,
Freedman technikája frissíti a Hubble mérési módszer egyik kulcselemét — és 69,8 értéket állít elő.
a Hubble-állandó mérésének kemény része a galaxisok távolságának megbízható mérése. Hubble első becslése a közeli galaxisok távolságának mérésétől függött, az egyes, fényes csillagok megfigyelésével, úgynevezett Cepheids. Henrietta Swan Leavitt csillagász a huszadik század elején felfedezte, hogy ezek a csillagok tényleges fényessége kiszámítható., Tehát azzal, hogy megmérte, milyen fényesek voltak a fényképészeti lemezeken, kiszámította, milyen messze vannak a csillagok. A csillagászok ilyen jelzőtáblákat hívnak szabványos gyertyáknak.
de a kutatók azóta jobb szabványos gyertyákat próbálnak megtalálni, mint a Cepheids, amelyek általában zsúfolt, porral töltött régiókban léteznek, amelyek torzíthatják fényerejük becsléseit., “Az egyetlen módja annak, hogy a végére járjunk ennek, az, hogy független módszerekkel rendelkezzünk, és eddig nem ellenőriztük a Cepheideket”- mondja Freedman, aki karrierje nagy részét a Cepheid mérések pontosságának és pontosságának javításával töltötte. “Tudja, hol vannak eltemetve az összes test” – mondja Kolb.
Freedman és kollégái teljesen kiszorították a Cepheideket, ehelyett szokásos gyertyáikként használták a vörös óriásokat — a régi csillagokat, amelyek kipukkadtak-a szupernóva robbanásokkal együtt, amelyek a távolabbi galaxisok jelzőtáblájaként szolgálnak.,
Giant calculation
a vörös óriások gyakoribbak, mint a cefeidák, és könnyen észlelhetők a galaxisok peremterületein, ahol a csillagok jól elkülönülnek egymástól, és a por nem jelent problémát. Fényességük széles körben változik — de összességében véve a galaxis vörös-óriás populációjának praktikus tulajdonsága van. A csillagok fényereje több millió év alatt növekszik, amíg el nem éri a maximumot, majd hirtelen csökken. Amikor a csillagászok a csillagok nagy csoportját szín és fényesség alapján ábrázolják, a vörös óriások úgy néznek ki, mint egy éles szélű pontfelhő., A csillagok ezen a szélén szabványos gyertyákként szolgálhatnak.
Freedman csapata 18 galaxis távolságának kiszámítására használta a technikát, és olyan becslést kapott a Hubble állandóról, amely először pontossága hasonló a Cepheid-alapú vizsgálatokéhoz.
Riess szerint a vörös óriás tanulmány továbbra is feltételezésekre támaszkodik a galaxisokban lévő por mennyiségéről-különösen a Nagy Magellán felhőben, amelyet a tanulmány horgonypontként használt., “A por nagyon nehéz megbecsülni, és biztos vagyok benne, hogy sok vita lesz arról, hogy a szerzők megközelítése miért vezet a Hubble-állandó alacsonyabb becsléséhez” – mondja.
az eredmény statisztikailag kompatibilis a Planck előrejelzéssel és a Riess Cepheid számításával-ami azt jelenti, hogy a számítások hibasávjai átfedik egymást—, és a technika pontossága javul, ahogy a vörös óriások adatai felhalmozódnak. A közeljövőben legyőzhetik a Cepheideket-mondja Kolb.
a tű a többi érték felé tolódhat., Vagy maradhat, és a többi technika talán előbb-utóbb hozzá fog férni. Egyelőre a kozmológusoknak bőven van rejtvényük.